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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Filtervorrichtung nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Mit dem Rückwaschmechanismus werden Verstopfungen
durch Rückwaschen
eines Filters entfernt, wobei ein Waschfluid in einer Richtung geführt wird,
die der des zu filternden Fluids entgegengesetzt ist.
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Es
sind Vorrichtungen mit unterschiedlichen Strukturen als Filtervorrichtungen
bekannt, die ein Rückwaschen
unter Verwendung eines Rückwaschfluides
durchführen
können.
Im allgemeinen wird bei einer Filtervorrichtung, in der eine poröse Filterfläche aus
metallischem Material oder dgl. gebildet wird, beim Beginn des Rückwaschens
unter Verwendung eines Rückwaschfluides,
bei dem Fremdkörper,
die sich an einem Teil des Filters angesammelt haben, zuerst entfernt
werden, der Durchflussratenwiderstand dieses Filterteiles wesentlich
reduziert. Aus diesem Grund tritt das Rückwaschfluid hauptsächlich durch
den Filterteil, von dem die Fremdkörper entfernt wurden, und der
Druck des Rückwaschfluides wirkt
nicht in gewünschtem
Maße auf
den anderen Filterteil. Als Folge hiervon ist es nicht möglich, die Fremdkörper gleichmäßig von
der gesamten Filterfläche
zu entfernen.
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Das
oben genannte Problem erschwert das automatische Rückwaschen
des Filters ohne zusätzliche
Wartung des Filters. Mit anderen Worten ist es herkömmlicherweise
notwendig, die Fremdkörper, die
durch das Rückwaschen
nicht in zufrieden stellender Weise entfernt werden können, manuell
oder auf ähnliche
Weise zu entfernen, insbesondere wenn eine Vielzahl von Filtern
nebeneinander angeordnet ist und die Filter ohne Betriebsunterbrechung
der Gesamtvorrichtung rückgewaschen
werden, indem die Filter gegeneinander ausgetauscht werden. Es wurde
daher festgestellt, dass das Rückwaschen
des Filters nicht vollständig
automatisiert werden kann und daher manuelles Arbeiten erfordert.
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Andererseits
ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 10-27231515
A ein Filter beschrieben, bei dem ein fadenförmiger Körper, der Maschen eines Filtergrundkörpers bildet,
Fadengruppen umfasst, die jeweils an einer äußeren Umfangsseite und einer
inneren Umfangsseite angeordnet sind, wobei Bereiche der beiden
Fadengruppen voneinander in Umfangsrichtung beabstandet sind, um
die Maschengröße zu ändern. Bei
diesem Filter können Späne oder
dgl., die die Maschen verstopfen, entfernt werden, indem die Maschengröße vergrößert wird.
Da aber die Größe der Maschen
geändert
wird, indem die Phasen der Fadengruppen an der äußeren Umfangseite und der inneren
Umfangseite gegeneinander verschoben werden, kann die Maschengröße nur über einen
begrenzten Bereich geändert
werden, und der Filter erfüllt
nicht notwendigerweise die Anforderungen, die aufgrund der zu filternden
Objekte gestellt werden.
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Aus
der gattungsgemäßen WO 99/30796
A1 ist eine Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus bekannt,
in deren Gehäuse
eine Batterie aus gestapelten Filterscheiben angeordnet ist, welche über eine
Vorspannfeder sowie den Fluiddruck des zu filternden Fluides gegeneinander
gepresst werden. Das Fluid wird über
einen Einlassanschluss in das Gehäuse eingeführt und durchströmt das Filterpaket bevor
es über
einen Auslassanschluss wieder abgeführt wird. Zum Reinigen des
Filters wird der Einlassstrom unterbrochen, so dass der das Filterpaket
zusammenpressende Einlassdruck aufgehoben wird. Über eine Steuerung wird der
Kolben verschoben, der die Filterscheiben auseinander zieht. Anschließend wird
durch den Auslassanschluss, über
welchen normalerweise das gefilterte Fluid abgeführt wird, Spülwasser
in das Gehäuse
eingeführt,
so dass es die Filterbatterie durchtritt und anschließend durch den
Einlassanschluss wieder abgeführt
wird. Um die Reinigung zu unterstützen, werden die Scheiben der Filterbatterie
um ihre Achse gedreht. Das Problem bei dieser Ausgestaltung der
Filtervorrichtung besteht darin, dass die Einlass- und Auslassanschlüsse für das zu
filternde Fluid gleichzeitig als Auslass oder Einlass für die Reinigungsflüssigkeit
verwendet werden. Somit können
Schmutzpartikel, die durch das Rückwaschen
aus dem Filter ausgewaschen werden, zu der Seite gefördert werden,
von welcher das zu filternde Fluid zugeführt wird und dieses kontaminieren.
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Aus
der
US 5,152,892 A geht
ein Filterelement hervor, mit einer Feder, deren Spulen so geformt
sind, dass die Filterlücken
ihre Größe von einem
Ende der Spule zu dem anderen Ende progressiv erhöhen. Die
Vergrößerung der
Lücken
ist so gewählt,
dass bei einer vertikalen Orientierung der Feder eine mögliche Auslenkung
jedes Spulenabschnitts ausreicht, eine nach oben gerichtete Kraft
zu entwickeln, die die Spulen der Feder halten kann. Minimale Lücken zwischen
den Spulen werden durch Vorsprünge
festgelegt.
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Aus
der
GB 2 201 902 A geht
eine Filtervorrichtung mit einem Stapel von abwechselnd angeordneten
flachen Scheiben und Scheiben hervor, an welchen jeweils abwechselnd
angeordnete elastische Zungen vorgesehen sind, um die Platten auseinander
zu drücken.
Beim Zusammenpressen des Filters legen sich die Zungen flach aneinander,
so dass keine Filterlücke
fixierter Größe zwischen
den Platten freigelassen wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Filtervorrichtung
mit einem Rückwaschmechanismus
zu schaffen, um Fremdkörper,
die sich auf dem Filter angesammelt haben, gleichmäßig, zufriedenstellend
und vor allem automatisch entfernen zu können.
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Diese
Aufgabe wird mit der Erfindung jeweils durch die Merkmale der Ansprüche 1, 2
und 4 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Mit
der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Filterlücken beim
Rückwaschen
zu stabilisieren und den Vergrößerungsgrad
der Filterlücken
entsprechend dem zu filternden Gegenstand beliebig einzustellen,
indem der Filter aus einer großen
Anzahl aufeinander gestapelter/geschichteter elastischer Filterchips
gebildet wird.
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Ein
automatisches Rückwaschen
des Filters ohne zusätzliche
Wartung und Manpower wird erreicht, indem eine Vielzahl von Filtervorrichtungen, die
Seite an Seite angeordnet sind, während der Verwendung der Anordnung
ausgetauscht werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Filter durch einen
Federdraht gebildet, der zu einer Spule gewunden ist, wobei eine Vielzahl
von Kerben zur Bildung der Filterlücken an dem Federdraht ausgebildet
ist, und wobei die Lückenvergrößerungsmittel
durch ein Stellglied zum Antreiben des Federdrahtes in einer Richtung,
in der die gegenüberliegenden
Enden des Federdrahtes auseinanderbewegt werden, gebildet werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Filter
durch Aufstapeln/Schichten einer Vielzahl von ringförmigen Blattfederelementen
gebildet, wobei jedes der Blattfederelemente einen Federbereich
zur Vergrößerung einer Lücke zwischen
dem Blattfederelement und einem angrenzenden Blattfederelement durch
die Federkraft und einen beim Zusammendrücken des Filters als Stopper
dienenden vorspringenden Bereich zur Bildung der Filterlücke mit
einer festgelegten Größe zwischen
entsprechenden Blattfederelementen aufweist, wobei die Lückenvergrößerungsmittel
durch ein Stellglied gebildet werden, und wobei das Stellglied beim
Filtern die geschichteten Blattfederelemente entgegen der Vorspannkraft
der Federbereiche zusammenpresst und die Kompression beim Rückwaschen
aufhebt.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das
Filter durch abwechselndes Aufstapeln/Schichten einer Vielzahl ringförmiger Blattfederelemente
und Filterplatten gebildet, wobei jedes der Blattfederelemente in
Dickenrichtung eine Wellenform aufweist, bei Kompression zu einer
Plattenform abgeflacht wird und bei fehlender Kompression wieder
die Wellenform annimmt, um eine Lücke zwischen dem Blattfederelement
und der angrenzenden Filterplatte zu bilden, wobei jede der Filterplatten an
ihrer gegenüberliegenden
Vorder- und Rückseite eine
große
Anzahl von Filternuten in Radialrichtung aufweist, wobei die Lückenvergrößerungsmittel durch
ein Stellglied gebildet werden, und wobei das Stellglied beim Filtern
die Blattfederelemente entgegen der Vorspannkraft der Federelemmente
zusammendrückt
und kein Rückwaschen
den Druck aufhebt.
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Die
Filtervorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform
weist vorzugsweise eine oder mehrere zwischenliegende Halteplatten
auf, die an einem Mittelabschnitt des Filters angebracht sind, und
Lückeneinstellmittel
zum Anhalten der mittleren Halteplatten in einer Position, in der
die Filterlücken
beim Expandieren des Filters durch Betätigen des Stellgliedes vergleichmäßigt werden.
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Die
Filtervorrichtungen weisen außerdem vorzugsweise
einen Differenzdrucksensor zur Feststellung einer Verstopfung auf
der Basis einer Druckdifferenz zwischen Primär- und Sekundärseiten
des Filters und eine Steuerung zur Steuerung der Lückeneinstellmittel
auf der Basis eines Ausgangs (Outputs) des Differenzdrucksensors
auf.
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Die
Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird üblicherweise
eingesetzt, indem eine Vielzahl von Vorrichtungen parallel zueinander
angeordnet wird, wobei immer eine von ihnen verwendet wird und eine nicht
verwendete Vorrichtung durch Rückwaschen zur
Wiederverwendung recycelt wird. Andererseits wird eine einzelne
Filtervorrichtung durch Recyceln der Vorrichtung verwendet, indem
sie während
einer Stillstandszeit eines Maschinenzyklus rückgewaschen wird, da die für das Rückwaschen
erforderliche Zeit nur wenige Sekunden oder weniger beträgt.
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Bei
der Verwendung der Filtervorrichtung werden in dem zylindrischen
Filter festgelegte Filterlücken
ausgebildet. Beim Rückwaschen
werden andererseits die Filterlücken
durch die Mittel zum Expandieren der Filterlücken des Filters oder durch
die Vorspannkraft der großen
Zahl geschichteter elastischer Filterchips vergrößert. Wenn das Rückwaschfluid durch
den Rückwaschkanal
geführt
wird, wird daher die Entfernung der Fremdkörper, die sich auf den entsprechenden
Teil des Filters angesammelt haben, durch das Rückwaschfluid erleichtert und
die manuelle Entfernung der Fremdkörper ist nicht mehr notwendig.
Werden beim Expandieren der Filterlücken während des Rückwaschens Positionen der mittleren
Halteplatten, die in dem mittleren Bereich des Filters vorgesehen
sind, durch die Lückeneinstellmittel
so eingestellt, dass alle Filterlücken im Wesentlichen gleichmäßig sind,
kann die Effizienz des Rückwaschens
weiter erhöht
werden. Durch Ausbilden des Filters aus einer Vielzahl geschichteter
elastischer Filterchips können
die Filterlücken
beim Rückwaschen
stabilisiert und der Expansionsgrad der Filterlücken entsprechend dem zu filternden
Objekt beliebig eingestellt werden.
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Bei
dem aus spulenförmigem
Federdraht gebildeten Filter der ersten Filtervorrichtung werden festgelegte
Filterlücken
durch Kerben ausgebildet, die in dem Federdraht vorgesehen sind,
wenn die Federelemente durch das Stellglied zusammengedrückt werden.
Wenn die Lücke
zwischen gegenüberliegenden
Enden jedes der Federelemente durch das Stellglied vergrößert wird,
werden andererseits die Filterlücken
in dem Federdraht durch die dem Federdraht eigene Federkraft oder
durch Zusammenwirken zwischen der Federkraft und der Einstellung der
Positionen der mittleren Abschnitte des Filters mit Hilfe der mittleren
Halteplatten im Wesentlichen gleichmäßig expandiert.
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Bei
dem durch Schichten der ringförmigen Blattfederelemente
gebildeten Filter der zweiten Filtervorrichtung werden die Filterlücken einer
festen Größe dadurch
gebildet, dass der vorspringende Bereich an jedem der Blattfederelemente
beim Gegeneinanderpressen der Blattfederelemente mit Hilfe des Stellgliedes
als Stopper dient. Andererseits werden, wenn das Zusammendrücken der
Blattfederelemente durch das Stellglied aufgehoben wird, die Filterlücken zwischen
den Blattfederelementen und den angrenzenden Blattfederelementen
durch den an jedem Blattfederelement vorgesehenen Filterabschnitt im
Wesentlichen gleichmäßig expandiert.
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Außerdem wird
bei dem durch abwechselndes Stapeln/Schichten der großen Anzahl
ringförmiger
Blattfederelemente und Filterplatten gebildeten Filter der dritten
Filtervorrichtung jedes der Blattfederelemente durch Kompression
des Federelementes zu einer Plattenform abgeflacht und feste Filterlücken werden
zwischen den Blattfederelementen und Filternuten an den gegenüberliegenden
Vorder- und Rückseiten
der Filterplatten ausgebildet. Wenn andererseits das Zusammendrücken durch
das Stellglied aufgehoben wird, wird jedes der Blattfederelemente in
seiner Dickenrichtung wieder zu der Wellenform gekrümmt und
die Filterlücken
zwischen den Blattfederelementen und den angrenzenden Filterplatten werden
expandiert.
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Bei
den ersten bis dritten Filtervorrichtungen können die Filter durch das Stellglied
nach dem Rückwaschen
komprimiert werden, so dass festgelegte Filterlücken ausgebildet werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung
näher beschrieben.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
einen Schnitt, der die Zustände des
Filterns (untere Zeichnungshälfte)
und Rückwaschens
(obere Zeichnungshälfte)
in einer Filtervorrichtung mit einem Rückwaschmechanismus gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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2 ist
eine Seitenansicht, die Zustände des
Filterns (untere Hälfte)
und Rückwaschens
(obere Hälfte)
in dem Filter darstellt.
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3 ist
eine veranschaulichende Darstellung, die zeigt, wie bei der Verwendung
einer Vielzahl von Filtervorrichtungen mit Rückwaschmechanismen gemäß der vorliegenden
Erfindung die Vorrichtungen gegeneinander ausgetauscht werden.
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4 ist
ein Schnitt, der einen Rückwaschzustand
in einer Filtervorrichtung mit einem Rückwaschmechanismus gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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5 ist
ein Schnitt, der Zustände
des Filterns (untere Hälfte)
und Rückwaschens
(obere Hälfte)
in dem Filter zeigt.
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6 ist
eine Vorderansicht des Filters.
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7 ist
ein Schnitt, der einen Zustand des Rückwaschens in einer Filtervorrichtung
mit einem Rückwaschmechanismus
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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8 ist
eine Ansicht von hinten der Vorrichtung gemäß 7.
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9 ist
eine Seitenansicht des Filters.
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10A ist eine Vorderansicht eines Blattfederelements
des Filters.
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10B ist eine Seitenansicht des Filters.
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11 ist
eine Vorderansicht einer Filterplatte des Filters.
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12 ist
eine Ansicht entlang einer Linie A-A in 11.
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13 ist
ein Schnitt, der einen Zustand des Rückwaschens in einer Filtervorrichtung
mit Rückwaschmechanismus
gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Die 1 und 2 zeigen
eine erste Ausführungsform
der Erfindung. Wie in 1 dargestellt ist, umfasst die
Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus
gemäß der ersten
Ausführungsform
ein Gehäuse 1 mit
einem Eingangsbereich 11 und einem Ausgangsbereich 12,
ein aus einer Vielzahl nebeneinander gestapelter/geschichteter elastischer
Filterchips geformtes expandierendes und kontrahierendes zylindrisches
Filter 2, das in dem Gehäuse 1 zwischen dem
Eingangsbereich 11 und dem Ausgangsbereich 12 angeordnet
ist, ein Stellglied 3 zum Zusammenpressen des Filters 2 beim
Filtern, um eine Filterlücke
einer festgelegten Größe zwischen
jeweiligen Filterchips zu erreichen, und zum Aufheben der Kompression
des Filters 2 beim Rückwaschen,
um die Filterlücken
zu expandieren, einen Rückwaschkanal 4,
durch den Fluid zum Rückwaschen
des Filters 2 fließt,
und einen Differenzdrucksensor 5 zum Feststellen einer
Druckdifferenz zwischen einer Primärseite und einer Sekundärseite des
Filters 2.
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Das
Gehäuse 1 weist
den Eingangsbereich 11 für zu filterndes Fluid an einem
Ende in einer Axialrichtung des Gehäuses 1, den Ausgangsbereich 12 für das gefilterte
Fluid an dem anderen Ende des Gehäuses 1, und ein Rückwaschfluid-Zufuhrrohr 41, das den
Rückwaschkanal 4 bildet,
durch den das Rückwaschfluid
fließt,
in der Nähe
des Ausgangsbereiches 12 auf, wie es in 1 dargestellt
ist. Ein inneres Ende des Rückwaschfluid-Zufuhrrohres 41 steht
mit einem Rückwaschfluid-Zufuhrabschnitt 42 in
Form eines scheibenförmigen
Behälters
in Verbindung, der zusammen mit dem Rückführrohr 41 den Rückwaschkanal 4 bildet.
Der Ausgangsbereich 12 tritt durch den Rückwaschfluid-Zufuhrabschnitt 42 und öffnet sich
in das Gehäuse 1.
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Wie
im Detail in 2 dargestellt ist, wird das
Filter 2 in eine zylindrische Gestalt geformt, indem ein
zu einer Spule gewundener Federdraht verwendet wird. Ein Ende des
Filters 2 ist an einem Umfang des Ausgangsbereiches 12 befestigt,
der durch den Rückwaschfluid-Zufuhrabschnitt 42 hindurchtritt, und
das andere Ende des Filters 2 ist an einer Endplatte 31 befestigt,
die zur Bewegung in einer Axialrichtung des Filters 2 durch
Antrieb des Stellgliedes 3 gehalten wird. Eine festgelegte
Anzahl von Kerben 22 ist in im Wesentlichen gleichen Abständen pro Windung
des das Filter 2 bildenden Federdrahtes vorgesehen, wodurch
beim Zusammendrücken
des Filters 2 die Filterlücken festgelegt werden.
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In
geeigneten Positionen in Axialrichtung des Filters 2 ist
eine Vielzahl von mittleren Halteplatten 35, die sich bewegen,
wobei sie durch die Führungsstangen 33 geführt werden,
an bestimmten Abständen
angeordnet und mittlere Bereiche des das Filter 2 bildenden
Federdrahtes sind an den mittleren Halteplatten 35 befestigt.
Der Federdraht kann an den mittleren Halteplatten 35 befestigt
werden, indem der mittlere Bereich jeder Windung des Federdrahtes durch
jede der mittleren Halteplatten 35 hindurchgeführt wird,
so dass er an der gegenüberliegenden Seite
vorsteht, oder indem die Windungen des Federdrahtes an einer den
mittleren Halteplatten 35 entsprechenden Position abgeschnitten
und die Schnittenden jeweils an den mittleren Halteplatten 35 befestigt
werden. Wie in 1 dargestellt ist, ist außerdem eine
Vielzahl von Rückwaschfluid-Spritzrohren 43,
die von einem Umfang des Ausgangsbereiches 12 in dem Rückwaschfluid-Zufuhrabschnitt 42 vorstehen,
in das Filter 2 eingesetzt, und eine große Zahl von
Löchern 43a zum
Herausspritzen des Rückwaschfluides
ist an den Umfangsflächen
der Rohre 43 ausgebildet.
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Das
Stellglied 3 dient dem Ausbilden der Filterlücken mit
festgelegter Größe zwischen
jeweiligen Filterchips, indem der das Filter 2 bildende
Federdraht beim Filtern zusammengedrückt wird, und dem Expandieren
der Filterlücke
beim Rückwaschen
des Filters 2, und wird durch eine bekannte Zylindervorrichtung
gebildet.
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Das
Stellglied 3 wird durch eine nicht dargestellte Steuerung
gesteuert, wenn der Differenzdrucksensor 5 eine Druckdifferenz
zwischen der Primärseite
und der Sekundärseite
des Filters 2 und damit eine Verstopfung des Filters 2 festgestellt
hat, und bewegt die Endplatte 31 in eine Richtung zum Expandieren
der Filterlücken
des Filters 2. Eine Kolbenstange 32, die beim
Antrieb durch das Stellglied 3 hin und her bewegt wird,
ist luftdicht von einer Seitenfläche
an einem Eingangsbereich 11 des Gehäuses 1 eingesetzt.
Die Endplatte 31 ist an der Spitze der Stange 32 befestigt.
Die Vielzahl von Führungsstangen 33,
die entlang der Expansions- und Kontraktionsrichtung des Filters 2 vorgesehen
ist, ist beweglich durch den Umfang des Filters 2 in dem
Gehäuse 1 eingesetzt.
An den Spitzen der Führungsstangen 33 sind
Stopper 34 zum Einstellen einer Begrenzung der Lücke zwischen
dem Federdraht beim Rückwaschen
durch Begrenzen der Bewegung der Endplatte 31 angebracht.
Die mittleren Halteplatten 35, die in geeigneten Positionen
in Axialrichtung des Filters 2 vorgesehen sind, werden
durch die Führungsstangen 33 geführt, um
eine ungleichmäßige Ausbildung der
Filterlücken
des Federdrahtes zu unterdrücken und
die Gleichmäßigkeit
der Lücken
im Wesentlichen aufrecht zu erhalten. An den Führungsstangen 33 sind
als Lückeneinstellmittel
zur Begrenzung der Bewegung der jeweiligen mittleren Halteplatten 35,
die an dem Filter 2 befestigt sind, an entsprechenden Abständen Stopper 36 angebracht.
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Das
Bezugszeichen 15 in 1 bezeichnet einen
Drainageablass für
das Rückwaschfluid,
der an einer Bodenfläche
des Gehäuses 1 vorgesehen
ist. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet eine Ventilationsöffnung an
einer oberen Fläche
des Gehäuses 1.
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Bei
der Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus,
mit dem oben beschriebenen Aufbau sind durch die an dem Federdraht
vorgesehenen Kerben 22 festgelegte Filterlücken in
dem Filter 2 ausgebildet, wenn das Filter 2 durch
das Stellglied 3 beim Filtern zusammengedrückt wird.
Beim Rückwaschen
wird dagegen die Entfernung von Fremdkörpern, die sich an entsprechenden
Teilen des Filters 2 angesammelt haben, durch das Rückwaschfluid
erleichtert, weil die Filterlücken
durch das Stellglied 3 oder die Federkraft des das Filter 2 bildenden
Federdrahtes vergrößert werden.
Ein manuelles Nacharbeiten ist nicht mehr notwendig. Beim Expandieren der
Filterlücken
beim Rückwaschen
kann das Filter 2 noch wirksamer rückgewaschen werden, indem die Positionen
der mittleren Halteplatten 35, die in mittleren Bereichen
des Filters 2 vorgesehen sind, durch die Stopper 36,
die als Lückeneinstellmittel
zur gleichmäßigen Ausbildung
aller Filterlücken
des Filters 2 dienen, eingestellt werden.
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Bei
dem aus dem spulenförmigen
Federdraht gebildeten Filter 2 gemäß der ersten Ausführungsform
werden durch die an dem Federdraht vorgesehenen Kerben 22 festgelegte
Filterlücken
ausgebildet, wenn das Stellglied 3 den Federdraht zusammendrückt. Andererseits
werden beim Expandieren einer Lücke
zwischen gegenüberliegenden
Enden des Federdrahtes durch das Stellglied 3 die Filterlücken des
Federdrahtes durch die Federkraft des Federdrahtes oder durch das
Zusammenwirken zwischen der Federkraft und dem Einstellen der Position der
mittleren Abschnitte des Filters 2 durch die mittleren
Halteplatten 35 die Filterlücken des Federdrahtes im Wesentlichen
gleichmäßig expandiert.
Hierdurch ist es möglich,
Fremdkörper,
die sich auf dem Filter 2 angesammelt haben, beim Rückwaschen
gleichmäßig, zufriedenstellend
und vor allem automatisch zu entfernen.
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Durch
die Verwendung einer großen
Zahl elastischer Filterchips als Filter 2 ist es außerdem möglich, die
Filterlücken
beim Rückwaschen
zu stabilisieren und einen Expansionsgrad der Filterlücken entsprechend
den zu filternden Objekten beliebig einzustellen.
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Wie
oben beschrieben wurde, können
an dem Filter angesammelte Fremdkörper durch die Filtervorrichtung
mit dem Rückwaschmechanismus gleichmäßig, einfach
und automatisch entfernt werden. Wenn die Filtervorrichtungen S1
und S2 so vorgesehen sind, dass eine Vielzahl von Filtern gegeneinander
ausgetauscht wird, wie es schematisch in 3 gezeigt
ist, ist daher ein automatisches Rückwaschen des Filters ohne
Wartung und manuelle Arbeiten möglich.
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In
einem Fall, in dem ein durch ein Ventil V1 zugeführtes zu filterndes Fluid in
der Filtervorrichtung S1 gefiltert wird und das Filter in der Filtervorrichtung S2
rückgewaschen
wird, wird ein Ventil va1, das mit einem Einlassbereich der Filtervorrichtung
S1 in Verbindung steht, geöffnet,
und ein Ventil Va2, das mit dem Einlassbereich der Filtervorrichtung
S2 in Verbindung steht, geschlossen. In diesem Zustand wird in der
Filtervorrichtung S1 ein Ventil Vb1, das mit dem Einlassbereich
in Verbindung steht, geöffnet,
und ein Ventil Vc1, das mit einem Rückwaschkanal in Verbindung
steht, geschlossen. In der Filtervorrichtung S2 wird dagegen ein
Ventil Vb2, das mit einem Auslassbereich in Verbindung steht, geschlossen
und ein Ventil Vc2, das mit dem Rückwaschkanal in Verbindung
steht, wird geöffnet.
Zu dieser Zeit fließt
das durch die Filtervorrichtung S1 gefilterte Fluid durch das Ventil
V2 ab, wobei jedoch ein Teil des Fluids als Rückwaschfluid durch das Ventil
Vc2 in die Filtervorrichtung S2 fließt, und wird nach Rückwaschen
des Filters in der Filtervorrichtung 2 durch das Ventil
V2, das mit dem Drainageablass in Verbindung steht, abgelassen.
Nach dem Rückwaschen
werden die Ventile Vc2 und Vd2 geschlossen.
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In
einem Fall, in dem ein durch das Ventil V1 eingetretenes zu filterndes
Fluid in der Filtervorrichtung S2 gefiltert und das Filter in der
Filtervorrichtung S1 rückgewaschen
wird, wird dagegen das Ventil Va2, das mit dem Einlassbereich der
Filtervorrichtung S2 in Verbindung steht, geöffnet und das Ventil Va1, das
mit dem Einlassbereich der Filtervorrichtung S1 in Verbindung steht,
geschlossen. In diesem Zustand wird in der Filtervorrichtung S1
das Ventil Vb1, das mit dem Einlassbereich in Verbindung steht,
geschlossen, und das Ventil Vc1, das mit dem Rückwaschkanal in Verbindung
steht, wird geöffnet.
Andererseits wird in der Filtervorrichtung S2 das Ventil Vb2, das
mit dem Auslassbereich in Verbindung steht, geöffnet und das Ventil Vc2, das
mit dem Rückwaschkanal
in Verbindung steht, geschlossen. Hierbei fließt das durch die Filtervorrichtung
S2 gefilterte Fluid durch das Ventil V2 ab, wobei jedoch ein Teil des
Fluids durch das Ventil Vc1 als Rückwaschfluid in die Filtervorrichtung
S1 fließt
und nach dem Rückwaschen
des Filters in der Filtervorrichtung S1 durch das Ventil Vd1, das
mit dem Drainageauslass in Verbindung steht, abfließt. Nach
dem Rückwaschen werden
die Ventile Vc1 und Vd1 geschlossen.
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Wie
oben beschrieben wurde, kann bei der Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus
eine Vielzahl von Filtervorrichtungen S1 und S2 nebeneinander angeordnet
werden, wobei irgendeine von ihnen verwendet werden kann, während die
nicht verwendete andere nacheinander rückgewaschen und zur Wiederverwendung
recycelt werden kann.
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Nachfolgend
wird mit Bezug auf die 4 bis 6 die zweite
Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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Bei
einer Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus
gemäß der zweiten
Ausführungsform wird
ein Filter 2 in zylindrischer Form durch Stapeln/Schichten
einer Vielzahl von ringförmigen
Blattfederelementen 23 gebildet, und ein Federabschnitt 23a zum
Expandieren einer Lücke
zwischen dem Blattfederelement und dem jeweils angrenzenden Blattfederelement
durch Federkraft und ein vorspringender Bereich 23b zur
Bildung einer Filterlücke
einer festgelegten Größe zwischen
jeweiligen Blattfederelementen 23, wobei der vorspringende
Bereich als Stopper dient, wenn das Filter 2 zusammengedrückt wird,
sind an jedem der Blattfederelementen 23, vorgesehen, indem
ein Abschnitt des Blattfederelements 23 herausgeschnitten
und vorgebogen wird (vgl. 5 und 6).
Die jeweiligen Blattfederelemente 23 sind so geschichtet,
dass die Orientierung des Federabschnitts 23a jeweils um
90° zu dem
des Federabschnitts 23a des benachbarten Blattfederelements 23 verschoben
ist.
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Wie
in 4 gezeigt ist, steht eine Innenseite des Filters 2 mit
dem Ausgangsabschnitt 12 des Gehäuses 1 in Verbindung,
und ein Rückwaschfluid-Spritzrohr 43,
das in einen ausgesparten Bereich 23c in einer Radialrichtung
an einer Innenseite eines Ringes jedes der Blattfederelemente 23 eingesetzt ist,
wird als Tragführung
für die
große
Anzahl von Blattfederelementen 23 verwendet, die das Filter 2 in dem
zylindrischen Filter 2 bilden.
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Bei
der Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus
gemäß der zweiten
Ausführungsform werden
die festgelegten Filterlücken ausgebildet, wenn
der vorspringende Bereich 23b an jedem der Blattfederelemente 23 als
Stopper dient, wenn das durch die ringförmigen Blattfederelemente 23 gebildete
Filter 2 durch eine durch das Stellglied 3 bewirkte
Bewegung der Endplatte 31 zusammengedrückt wird. Andererseits wird
die Filterlücke
zwischen aneinander angrenzenden Blattfederelementen 23 durch den
Federbereich 23a an jedem der Blattfederelemente 23 im
Wesentlichen gleichförmig
expandiert, wenn die Kompression der Blattfederelemente 23 durch
das Stellglied 3 aufgehoben wird.
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Obwohl
für die
zweite Ausführungsform
ein Fall beschrieben wurde, bei dem die große Zahl von Blattfederelementen 23,
die das Filter 2 bilden, durch das als Tragführung dienende
Rückwaschfluid-Spritzrohr 43 geführt werden,
ist die Erfindung nicht auf diesem Fall eingeschränkt.
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Da
der übrige
Aufbau und die Betriebsweisen der Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus
der zweiten Ausführungsform
im Wesentlichen der der ersten Ausführungsform entsprechen, wird auf
ihre erneute Beschreibung verzichtet. Für ähnliche oder entsprechende
Bereiche werden gleiche Bezugszeichen und Buchstaben verwendet.
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Die 7 bis 12 zeigen
eine dritte Ausführungsform
der Erfindung.
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Wie
in 7 dargestellt ist, weist die Filtervorrichtung
mit Rückwaschmechanismus
gemäß der dritten
Ausführungsform
ein Gehäuse 1 auf,
das durch Ansetzen von Endblöcken 1B und 1C an
gegenüberliegenden
Enden eines Zylinders 1A gebildet wird, ein Filter 2 (vgl. 7 und 9),
das zwischen den Endblöcken 1B und 1C in
dem Gehäuse 1 angeordnet
ist und durch abwechselndes Stapeln/Schichten einer großen Zahl
von ringförmigen
Blattfederelementen 24 und Filterplatten 25 in
im Wesentlichen zylindrischer Gestalt gebildet wird, ein Stellglied
(Zylinder) 3 zum Gegeneinanderdrücken der Blattfederelemente 24 und
der Filterplatten 25 entgegen der Vorspannkraft der Blattfederelemente 24 durch
Antreiben einer Endplatte 31, die den Endbereich des Filters 2 verschließt, beim
Filtern, und zum Aufheben des Zusammendrückens beim Rückwaschen,
sowie ein poröses
Rückwaschfluid-Spritzrohr 43 mit
einem Rückwaschkanal 4,
durch den Fluid zum Rückwaschen
des Filters 2 fließt.
Ein Differenzdrucksensor zur Feststellung einer Verstopfung des
Filters 2 durch Erfassen einer Druckdifferenz zwischen
einer Primärseite
und einer Sekundärseite
des Filters 2 und eine Steuerung zur Steuerung des Antriebs
des Stellgliedes 3 auf der Basis des Outputs des Differenzdrucksensors 5 sind
an der Vorrichtung angebracht, jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt.
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Wie
in den 7 und 8 dargestellt ist, wird das
Gehäuse 1 durch
Ansetzen des Endblockes 1B mit einem Einlassbereich 11 für zu filterndes
Fluid an ein Ende des im Wesentlichen zylindrischen Zylinders 1A,
durch Ansetzen des Endblockes 1C mit einem Auslassbereich 12 für das gefilterte
Fluid an das andere Ende des Zylinders 1A und durch Befestigen von
vier Ecken jedes der Endblöcke 1B und 1C mit Hilfe
von Bolzen 17 und 18 gebildet. Das über ein Verbindungselement 37 mit
einer Kolbenstange 32 des Stellgliedes 3 verbundene
Rückwaschfluid-Spritzrohr 43 ist
durch eine als O-Ring ausgebildete Dichtung luftdicht in ein Zentrum
des Endblockes 1B eingesetzt, so dass das Rückwaschfluid-Spritzrohr 43 in
Axialrichtung des Gehäuses 1 gleiten
kann. Das Verbindungselement 37 weist den Rückwaschkanal 4 auf,
der mit dem Rückwaschfluid-Spritzrohr 43 in
Verbindung steht. Das Rückwaschfluid
wird durch den Rückwaschkanal 4 zum
Rückwaschen
des Filters 2 zugeführt.
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An
dem Rückwaschfluid-Spritzrohr 43 ist eine
Endplatte 31 zur Befestigung eines Endes des Filters 2 angebracht,
und eine Vielzahl von Rückwaschdüsen 43b zum
Ausspritzen des Rückwasch fluides
sind an im Wesentlichen gleichen Abständen in einem sich von einer
Spitze des Rohres 43 bis in die Nähe der Endplatte 31 erstreckenden
Bereich vorgesehen.
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Wie
in 9 dargestellt ist, ist das Filter 2 zu einer
im Ganzen zylinderischen Gestalt geformt, indem abwechselnd Blattfederelemente 24 und
Filterplatten 25 aufeinander gestapelt/geschichtet werden, wobei
die Filterplatte 25 an gegenüberliegenden Vorder- und Rückseiten
eine große
Zahl von Filternuten 25a in Radialrichtung aufweist, wie
es in den 11 und 12 gezeigt
ist. Andererseits wird das Blattfederelement 24 beim Zusammendrücken zu
einer plattenförmigen
Gestalt abgeflacht und bei fehlender Kompression in seiner Dickenrichtung
zu einer wellenförmigen
Form gekrümmt,
so dass es die angrenzende Filterplatte in einer solchen Richtung
vorspannt, dass eine Lücke
zwischen der angrenzenden Filterplatte und dem Blattfederelement
ausgebildet wird, wie es in den 9, 10A und 10B dargestellt
ist. Die 10A und 10B zeigen
einen Bereich 24a, der sich derart krümmt, dass er nach oben vorsteht,
und einen Bereich 24b, der sich so krümmt, dass er nach unten vorsteht.
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Wie
in 7 gezeigt ist, ist das eine Ende des Filters 2 an
einer inneren Fläche
des Endblockes 1C des Gehäuses 1 befestigt,
wobei es den Auslassabschnitt 12 einschließt, und
das andere Ende des Filters 2 ist an der auf das Rückwaschfluid-Spritzrohr 43 aufgesetzten
Endplatte 31 befestigt. Zwischen den Endblöcken 1B und 1C ist
in Axialrichtung des Filters 2 eine Vielzahl von Führungsstangen 26 an dem
Umfang des Filters 2 angeordnet, wie es in 8 gezeigt
ist. Die Führungsstangen 26 stehen mit
Außenseiten
der Blattfederelemente 24 und der Filterplatten 25 in
Kontakt, um den gestapelten/geschichteten Zustand der Blattfederelemente 24 und der
Filterplatten 25 zu erhalten.
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Bei
der Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus
gemäß der dritten
Ausführungsform drückt die
Endplatte 31, die auf das Rückwaschfluid-Spritzrohr 43 aufgesetzt
ist, das Filter 2 zusammen, um die Filterlücken des
Filters 2 festzulegen, indem das Rohr 43 beim
Filtern durch das Stellglied gleitend in das Gehäuse 1 hinein gedrückt wird.
Mit anderen Worten werden bei dem Filter 2, das durch abwechsendes
Stapeln der großen
Zahl von Blattfederelementen 24 und Filterplatten 25 gebildet
wird, die Blattfederelemente 24 beim Zusammendrücken der
Blattfederelemente 24 zu einer plattenförmigen Gestalt abgeflacht,
wodurch die festen Filterlücken zwischen
jeder der Filternuten 25a an den gegenüberliegenden Vorder- und Rückseiten
der Filterplatte 25 und dem Filterelement 24 eingestellt
werden. Andererseits wird beim Rückwaschen
das Zusammendrücken
durch die Endplatte 31 aufgehoben, indem das Rohr 43 durch
das Stellglied 3 herausgezogen wird. Jedes der Blattfederelemente 24 krümmt sich dann
zu der in Dickenrichtung wellenförmigen
Gestalt und die Filterlücke
zwischen den angrenzenden Filterplatten 25 und Blattfederelementen 24 wird
expandiert.
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Da
der übrige
Aufbau und die Betätigungsweise
der dritten Ausführungsform
im Wesentlichen denen der ersten Ausführungsform entspricht, wird auf
ihre erneute Beschreibung verzichtet. Ähnliche oder entsprechende
Bereiche werden mit gleichen Bezugszeichen und Buchstaben bezeichnet.
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13 zeigt
eine vierte Ausführungsform der
Erfindung.
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Eine
Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus
gemäß der dritten
Ausführungsform
weist ein Gehäuse 1,
das durch Ansetzen von Endblöcken 1B und 1C an
obere und untere gegenüberliegende
Enden eines Zylinders 1a mit im Wesentlichen zylindrischen
Gestalt, der auf einem Gestell angeordnet ist, gebildet wird, ein
Filter 2 (vgl. 7 und 9), das zwischen
den Endblöcken 1B und 1C in
dem Gehäuse 1 angeordnet
ist und einen ähnlichen
Aufbau aufweist wie das Filter bei der dritten Ausführungsform, ein
Stellglied 3 (Zylinder) zum Gegeneinanderdrücken der
Federelemente 24 und der Filterplatten 25 entgegen
der Vorspannkraft der Blattfederelemente 24 durch Antreiben
einer den Endabschnitt des Filters 2 verschließenden Endplatte 31 beim
Filtern und zum Aufheben des Zusammendrückens beim Rückwaschen,
sowie ein poröses
Rückwaschfluid-Spritzrohr 43 mit
einem Rückwaschkanal 4,
durch den Fluid zum Rückwaschen
des Filters 2 fließt,
auf.
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Das
Gehäuse 1 wird
durch Aufsetzen des oberen Endblockes 1b, der an einer
Seitenfläche
einen Einlassbereich 11 und einen Auslassbereich 12 für zu filterndes
Fluid aufweist, auf das obere Ende des im Wesentlichen zylindrische
Zylinders 1A, durch Ansetzen des unteren Endblockes 1C,
der an seiner Bodenfläche
einen Drainageauslass 15 für das Rückwaschfluid aufweist, an das
untere Ende des Zylinders 1A, und durch Befestigen der
Endblöcke 1B und 1C aneinander über Zugbolzen 17 erreicht.
Ein Rückwaschfluid-Spritzrohr 43,
das über
ein Verbindungselement 37 mit einer Kolbenstange 32 des
Stellgliedes 3 verbunden ist, ist über eine als O-Ring 13 ausgebildete
Dichtung luftdicht in ein Zentrum des Endblockes 1B eingesetzt,
so dass das Rückwaschfluid-Spritzrohr 43 in
Axialrichtung des Gehäuses 1 gleiten
kann.
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Der
Drainageauslass 15 an dem unteren Endblock 1C wird
beim Filtern geschlossen, während er
beim Rückwaschen
des Filters 2 geöffnet
wird, um das Rückwaschfluid
abzuführen.
Da der übrige
Aufbau und die Betriebsweise der vierten Ausführungsform im Wesentlichen
der der dritten Ausführungsform
entspricht, wird auf ihre erneute Beschreibung verzichtet. Gleiche
oder ähnliche
Bereiche werden mit gleichen Bezugszeichen und Buchstaben bezeichnet.
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Wie
es im Detail beschrieben wurde, ist es mit der vorliegenden Erfindung
möglich,
eine Filtervorrichtung mit Rückwaschmechanismus
zum gleichmäßigen, zufriedenstellenden
und automatischen Entfernen von Fremdkörpern, die sich an dem Filter angesammelt
haben, zu schaffen, die ein automatisches Rückwaschen des Filters ohne
manuelle Arbeiten und ohne die Notwendigkeit einer Wartung durch
Entfernen der Vielzahl von Filtern und Austauschen der Filter gegeneinander
ermöglicht.
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Da
das Filter durch Stapeln/Schichten der Vielzahl elastischer Filterchips
gebildet wird, so dass das Filter expandieren und kontrahieren kann,
können
die Filterlücken
beim Rückwaschen
stabilisiert und ein Expansionsgrad der Filterlücken entsprechend dem zu filternden
Objekt beliebig eingestellt werden.